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81e Congrès de l'ACFAS

Nouvelles hypothèses sur l'origine de l'hypoxie dans le Saint-Laurent

Auteur : Daniel Bourgault
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

De nouvelles observations montrent que l'estuaire maritime profond est environ dix fois moins turbulent que ce qui était présumé précédemment. Ce fait, qui peut d'abord paraître anodin, bouleverse en fait notre compréhension de l'origine de l'hypoxie dans le Saint-Laurent profond. Il est démontré que ce faible niveau de turbulence est incompatible avec l'hypothèse prédominante qui attribuait au benthos de l'estuaire maritime le puits principal d'oxygène. La nouvelle hypothèse qui émerge est que le puits d'oxygène se trouverait principalement dans le pélagos dans le secteur du golfe. Cette nouvelle hypothèse ouvre la porte à de futures études multidisciplinaires, car les mécanismes biogéochimiques responsables de cette présumée consommation pélagique dans le golfe restent à identifier et à étudier.

81e Congrès de l'ACFAS

Tolérance à l'hypoxie de la crevette nordique (Pandalus borealis)

Auteur : Aurélie Prinet
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

La crevette nordique est une espèce commerciale importante présente dans l'estuaire et le golfe du St Laurent. Elle fréquente habituellement les eaux profondes (< 150 m) où les teneurs en oxygène dissous (OD) peuvent avoisiner les 18-25% sat. Le seuil critique d'oxygène des femelles est supérieur à celui des mâles (15 vs 9%, 22 vs 14%, respectivement à 5 et 8°C), indiquant qu'elles sont moins tolérantes à l'hypoxie. Chez les femelles, l'hypoxie sévère (22% sat.) n'affecte pas le taux métabolique standard, mais réduit significativement le taux métabolique maximal de 43% et, par conséquent, le registre métabolique aérobie (RMA) est réduit de 58% en hypoxie par rapport à la normoxie. Cela suggère une diminution de la capacité à répondre à d'autres demandes métaboliques (e.g. la migration verticale, les déplacements, la recherche de nourriture, la production d'œufs) en hypoxie. Dans les conditions actuelles d'OD, rien n'indique que le RMA limite la distribution et la productivité de la crevette nordique, mais une dégradation de l'OD pourrait avoir un impact chez les femelles.

81e Congrès de l'ACFAS

La faune benthique : un témoin actif des conditions hypoxiques des eaux profondes du Saint-Laurent

Auteur : Philippe Archambault
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

Les eaux de fond de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent (EGSL) subissent présentement un événement hypoxique qui modifie l'environnement des animaux y vivant. L'objectif est d'identifier les variables environnementales (les niveaux d'oxygène en particulier) qui influencent davantage la densité et la biodiversité des organismes benthiques et les traces de bioturbation. Pour atteindre notre objectif 755 stations (2006-2009) de trait de chalut, 75 bennes (1980-2006) et 11 stations de photos (2006-2007) ont permis de récoltés et d'observer des organismes vivant à la surface et dans les sédiments de EGSL. Dans un premier temps nos résultats montrent une diminution de la richesse en espèce du benthos depuis les années 1980. Nous observons également une augmentation de la densité d'espèces opportunistes. Deuxièmement, la concentration d'oxygène est le facteur qui explique le mieux la densité de traces totale de bioturbation. Finalement, les habitats potentiels des communautés benthiques peuvent être expliqué à 40% par seulement une combinaison de variables, soit : l'oxygène dissout, la profondeur, la température et le courant de fond. Par conséquent si la diminution de l'oxygène perdure dans l'EGSL, tout porte à croire que les observations sur la diversité benthique, ainsi qu'au niveau des traces de bioturbation laissées par les organismes vont s'accentuer avec les conséquence néfaste pour l'environnement.

 

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Mot de clôture

Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques
81e Congrès de l'ACFAS

Mélange des eaux du courant du Labrador avec celles du Gulf Stream au sud des Grands Bancs de Terre-Neuve

Auteur : Denis Gilbert
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

Une rencontre de titans entre le courant chaud du Gulf Stream et le courant froid du Labrador donne lieu à des processus de mélange océanique complexes dans la région située au sud des Grands Bancs de Terre-Neuve. Une partie des eaux résultant de ce mélange longe le talus continental vers l'ouest et pénètre dans l'embouchure du chenal Laurentien pour ensuite se rendre vers l'intérieur du golfe du Saint-Laurent. Les eaux du courant du Labrador, en plus d'être froides, sont caractérisées par une salinité faible, un fort contenu en oxygène et un pH relativement élevé. À l'inverse, les eaux du Gulf Stream sont chaudes, très salées, pauvres en oxygène et possèdent un pH plus faible (eaux plus acides). La proportion d'eaux du Gulf Stream pénétrant dans le chenal Laurentien est passé de 28% pendant les années 1930 à 47% à partir du milieu des années 1980, entraînant pour les eaux profondes du Golfe des hausses de température et salinité accompagnées de baisses en oxygène et pH. Il n'est pas possible pour l'instant d'attribuer ces changements majeurs au réchauffement climatique en raison d'une grille de calculs à résolution spatiale trop grossière dans les modèles couplés globaux océan-glace-atmosphère actuellement disponibles.

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Pause

Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques
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Traçage isotopique (d13C et d34S) des liens trophiques existant entre les poissons et les détritus sédimentaires hypolimnétiques dans des lacs variant en hypoxie

Auteur : Gilbert Cabana
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

Il est bien établi que les proies benthiques habitant l'hypolimnion des lacs (par ex. les chironomes) constituent une source de nourriture importante dans les réseaux trophiques lacustres.  La biomasse et la diversité de ces organismes sont influencées par la présence d'une zone hypoxique dans l'hypolimnion de certains lacs. A l'aide de traceurs naturels (les isotopes stables du carbone et du soufre), nous avons étudié comment l'hypoxie hypolimnétique observée dans douze lacs boréaux influence la contribution de ces proies au réseau trophique. Les consommateurs primaires benthiques de la zone profonde ont parfois des valeurs de d13C très négatives qui les distinguent des consommateurs primaires des zones littorales et pélagiques. De telles valeurs très appauvries en 13C pourraient être reliées au recyclage microbien du méthane produit dans les milieux réducteurs vers le réseau trophique.  Par contre, des modèles de mélanges isotopiques « traditionnels » à deux sources et un seul traceur (d13C) ne peuvent résoudre de façon non-ambigüe ce problème à trois sources visant à évaluer l'importance de ces proies vers dans le réseau trophique entier. Nous illustrons ici comment un second traceur, le d34S peut servir à distinguer avec succès les sources de nourriture provenant du recyclage des détritus profonds de celles présentes dans les zones oxiques pélagiques et littorales.

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Hypoxie dans le Saint-Laurent : quel avenir?

Auteur : Stelly Lefort
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

Les données historiques sur la période 1930-2011 révèlent que la concentration d'oxygène dissous dans les eaux profondes de l'Estuaire Maritime du Saint-Laurent (EMSL) a progressivement diminuée au cours du siècle dernier et a atteint le seuil de l'hypoxie sévère dans les années 80 où elle se maintient depuis. Nous avons récemment démontré que la physique du système, les respirations benthique et pélagique ainsi que les propriétés de la masse d'eau entrant dans le chenal laurentien, en provenance de l'océan Atlantique Nord, représentent les principales causes de la diminution en oxygène dans l'EMSL. Les modèles climatiques prévoient une désoxygénation accrue des eaux de subsurface de l'Atlantique Nord au cours du siècle prochain, réduisant davantage l'apport d'oxygène dans le chenal laurentien. Nous utilisons quatre scénarios (RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0 and RCP 8.5) issus de modèles climatiques, dans lesquels la concentration de CO2 atmosphérique est fonction des activités humaines, afin de déterminer les concentrations d'oxygène dans l'Atlantique Nord et à l'entrée du chenal laurentien. En modifiant les conditions aux frontières (propriétés physiques et biogéochimiques des eaux entrant dans le chenal laurentien) dans un modèle bidimensionnel d'advection-diffusion déjà validé pour la période actuelle, nous estimons l'évolution de l'hypoxie dans l'EMSL au cours du siècle prochain.

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Mot de bienvenue

Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques
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Variation de la taille et de la croissance des juvéniles du flétan du Groenland en relation avec les différents niveaux d'oxygène dissous dans l'estuaire et le golfe du St-Laurent

Auteur : Wahiba Ait Youcef
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

Une tendance accrue à l'hypoxie dans les eaux profondes de l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent (> 150 m) a été observée entre 1930 et le milieu des années 1980.
Cette détérioration des conditions d'oxygène dissous (OD) dans les eaux profondes
de l'estuaire du St. Laurent serait due à un mélange de causes naturelles et anthropiques. Le flétan du Groenland est fréquemment capturé dans les zones hypoxiques de l'estuaire du St- Laurent. En effet, de fortes concentrations de juvéniles et d'adultes sont observées dans l'estuaire du St-Laurent en association avec les faibles valeurs en oxygène dissous (OD) mesurées dans cette région (i.e. 20% saturation en OD). Ces résultats indiquent une grande tolérance de cette espèce à l'hypoxie. Les tailles moyennes à l'âge des flétans du Groenland de 1 et 2 ans de différentes régions de l'estuaire et du golfe du St-Laurent pour la période de 1990-2010 ont été analysées afin de déterminer l'importance relative de l'OD, de la température et de la densité des poissons sur la croissance des juvéniles. Les longueurs moyennes à 1 et 2 ans sont comparables ou supérieures à celles obtenues dans d'autres régions où les conditions environnementales sont similaires à celles observées 

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Géochimie du sédiment suite à 25 ans d'hypoxie dans l'estuaire du Saint-Laurent

Auteur : Alfonso Mucci
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

Nous avons comparé la distribution et les concentrations totales et réactives d'éléments redox-sensibles (Mn, Fe, As) de carottes prélevées entre 1982 et 2007 dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent (EMSL). Nos résultats révèlent que la distribution verticale et les concentrations de Mn solide et dissous, ainsi que les concentrations totales en Fe et As solides n'ont pas été modifiées de façon significative suite à l'établissement des conditions hypoxiques dans l'EMSL au début des années 80. En revanche, les profils de Fe et As dissous, ainsi que la spéciation de leurs phases solides ont été modifiés. La fraction des phases solides réactives de Fe et As a augmenté, tandis que leurs phases réfractaires et pyritiques ont diminué depuis 1982. Sous des conditions hypoxiques persistantes, le flux d'oxygène au sédiment est restreint. Nous proposons donc que la contribution relative des autres oxydants de la matière organique (Mn(IV), Fe(III) et sulfate) a augmenté. Dans des sédiments riches en fer, tels que ceux de l'EMSL, une production accrue de sulfure, issue de la réduction des sulfates, promeut l'attaque de phases ferriques réfractaires qui sont converties en phases plus réactives. Ces phases plus réactives vont,  à leur tour,  inhiber les réactions de pyritisation. Par conséquent, les éléments chalcophiles, tels que l'As, qui seraient normalement co-précipités avec la pyrite, sont plus susceptibles d'être recyclés à travers la frontière oxique-anoxique du sédiment.

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Dîner

Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques
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Exposition, développement et survie des œufs du flétan du Groenland dans les conditions hypoxiques de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent

Auteur : Yvan Lambert
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

La forte association entre les densités élevées des juvéniles et adultes du flétan du Groenland (Reinhardtius hippoglossoides) et les faibles concentrations en oxygène dissous (OD) dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent (EGSL) indique une tolérance élevée de cette espèce à l'hypoxie. Cependant, la vulnérabilité des premiers stades de développement de cette espèce à de faibles niveaux d'OD n'a pas été étudiée. Des expériences de laboratoire ont été utilisées pour déterminer les caractéristiques des œufs, la composition biochimique, la densité spécifique, le développement embryonnaire ainsi que le succès d'éclosion des œufs incubés à différents niveaux d'OD. Les résultats indiquent que le temps de développement des œufs dans les conditions de température actuelles est d'environ 28 jours et que pendant 80% de cette période les œufs mésopélagiques seraient à des profondeurs supérieures à300 m et donc exposés à de faibles concentrations en OD. Le seuil critique à partir duquel le succès d'éclosion est nul se situe entre 10 et 20% de saturation en OD. Considérant l'aire probable de reproduction du flétan du Groenland dans l'EGSL ainsi que le gradient ouest-est dans les concentrations en OD, le développement des œufs s'effectuerait dans des zones où les niveaux d'OD (50-60% saturation en OD) sont supérieurs au seuil critique observé. Les conditions actuelles n'auraient donc aucun effet négatif sur le développement et le succès d'éclosion des œufs du flétan du Groenland.

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L'effet des oxydes de fer réductibles sur la préservation de la matière organique dans les sédiments : une incubation à long terme

Auteur : Andrew Barber
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

L'enfouissement et la préservation de la matière organique (MO) dans les sédiments marins sont liés au cycle diagénétique de certains minéraux inorganiques. Environ 20% du carbone sédimentaire est intimement associé aux oxydes de fer réductibles (Lalonde et al., 2012). Cette  association entre le fer et la matière organique se forme à l'interface entre les zones oxiques et anoxiques des sédiments. Les complexes MO-Fe ainsi formés sont transportés jusqu'à la zone anoxique par des processus de sédimentation, d'altération physique et de bioturbation. Une fois intégrés dans la zone anoxique, ils deviennent métastables et peuvent limiter la dégradation de la MO sur des échelles de temps géologiques. Nous présentons ici les résultats d'une incubation à long-terme (400 jours) de sédiments marins dans le but d'étudier l'effet du fer sur la préservation de la MO soumise à différentes conditions rédox. De la MO planctonique fraîche et/ou du fer réactif ont été ajoutés à des sédiments du fleuve St-Laurent afin de déterminer le devenir de cette MO par la mesure de la concentration et la signature isotopique du carbone et de l'azote dans la phase solide et la phase dissoute, ainsi que différentes espèces d'azote organique et inorganique dans la phase aqueuse. Nous démontrons que le fer joue un rôle double sur la diagénèse de la MO en accélérant la dégradation de l'azote organique et en améliorant la préservation du carbone organique.

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Synthèse

Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques
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Le cycle benthique de l'azote sous la loupe : étude expérimentale sur les sédiments du St-Laurent

Auteur : Gwénaëlle Chaillou
Colloque    216 - À bout de souffle – Raisons et conséquences de la baisse d'oxygène dans les milieux aquatiques

L'azote est un facteur clé dans l'eutrophisation et la sous-oxygénation des zones côtières. Seule l'élimination des formes fixées d'azote à travers la production puis la perte de N2 gazeux, permet aux systèmes de tamponner l'effet d'une charge excessive en N anthropique et de résister aux phénomènes d'eutrophisation. Dans les environnements anoxiques, la dénitrification et l'oxydation anaérobie de l'ammonium (anammox) sont deux processus qui convertissent l'azote benthique fixé en N2. Des études récentes montrent que l'hypoxie supporte la mise en place de tels processus dans les sédiments du chenal laurentien. Alors que la sous-oxygénation entraine une modification de la communauté benthique, l'impact des changements fonctionnels de la macrofaune sur les processus de nitrification, dénitrification et anammox sont mal connus. Notre objectif est de quantifier l'impact de différents groupes fonctionnels de la macrofaune benthique du St-Laurent sur le cycle de N. La complexité des interactions entre faune et processus biogéochimiques ainsi que l'hétérogénéité des sédiments naturels nous ont poussé à développer une approche expérimentale combinant incubations, micro-profils et marquages isotopiques. Les résultats de cinq traitements distincts seront présentés et analysés en termes de distribution verticale des espèces azotées, de flux à l'interface et de taux des différents processus. Des modifications importantes des processus de nitrification/dénitrification sont observées.

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Carbonatation minérale du CO2 industriel par le béton usé et les roches calciques

Auteur : Alia Ben Ghacham
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Le plan d'action du Québec (2013-2020) souligne son engagement à limiter les émissions de CO2. Il est donc important d'adapter des technologies, au sein des industries, pour réduire ces émissions. Dans ce cadre, le présent projet vise la revalorisation des déchets industriels et miniers dans la séquestration du CO2. Il se base sur la technologie de carbonatation minérale mimant le processus naturel. Il s'agit de la réaction des cations bivalents avec le CO2 des effluents gazeux industriels formant ainsi des carbonates solides. Actuellement, aucun procédé de ce type n'a été implanté au niveau industriel. Cela est attribuable aux coûts des étapes de prétraitement du matériel et des conditions opératoires de la carbonatation. Le but est de développer un procédé rentable pour son adoption dans l'industrie.

Les matières étudiées sont le béton usé et des roches calciques. Des essais en voie humide et sèche sont envisagés.Des expériences préliminaires ont été réalisées à température ambiante et faible pression en milieu aqueux pour évaluer le potentiel de carbonatation des matières. Le taux d'enlèvement de CO2 obtenu avec le béton usé est de 38% à 79%, et de 39% à 45% avec les roches calciques. L'optimisation des conditions opératoires du procédé par voies humide et sèche est nécessaire. La caractérisation des produits de la réaction permettra d'étudier leur potentiel de valorisation. La compréhension des mécanismes réactionnels servira ensuite de base pour modéliser la réaction.

81e Congrès de l'ACFAS

Contribution potentielle du boisement boréal à la compensation carbonique des émissions industrielles incompressibles : enjeux et opportunités

Auteur : Claude Villeneuve
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Afin d'atténuer l'impact des émissions de gaz à effet de serre (GES) et de se conformer aux différentes réglementations visant à les contrôler, la capture et le stockage du carbone à la cheminée est présentement une option non-viable pour les industries présentant des rejets à faible concentration de CO2. Le boisement de territoires forestiers improductifs en zone boréale pourrait constituer une alternative. Les résultats issus de simulations effectuées à l'aide du modèle MBC-SFC3 révèlent que le boisement de peuplements improductifs boréaux peut-être une méthode d'atténuation efficace, particulièrement lorsque l'approche préconisée est la plantation sous-couvert. Avec cette approche, les superficies boisées présentent un bilan carbone positif de 8 à 12 ans après la plantation. Au Québec, une opération de boisement à grande échelle de territoires improductifs, au rythme de 20 k ha an-1 sur une période de 20 ans (400 k ha au total), pourrait fournir aux industries réglementées un potentiel d'atténuation significatif correspondant à près de 8% des émissions annuelles liées à des procédés industriels (chiffre de 2009), 45 ans après la première plantation. Malgré certaines incertitudes, abordées dans cette présentation, liées aux bénéfices économiques et environnementaux de cette approche, cette étude constitue une première évaluation sur la contribution du boisement de peuplements improductifs boréaux à l'atténuation des GES des grands émetteurs finaux.

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Quantification de la brucite native des serpentines et mélanges de serpentines utilisant un couplage ATG/SMQ–Incidence sur la séquestration minérale du CO2 par les résidus miniers

Auteur : Gnouyaro Palla Assima
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

L'utilisation des résidus miniers (RM) pour soustraire le CO2 de l'air est une alternative récemment envisagée comme solution permanente pour la séquestration du CO2. La carbonatation implique d'abord et avant tout le magnésium d'origine brucitique (Mg(OH)2) présent dans les RM dont la teneur est variable suivant de l'origine des RM. De ce fait, la détermination précise de la quantité de brucite native contenue dans les RM constitue une étape cruciale pour l'estimation de leur capacité potentielle pour la capture du CO2 et pour l'évaluation des temps caractéristiques des cinétiques de carbonatation.

Les serpentines et la brucite sont deshydroxylables à température élevée. Ceci permet d'envisager une possibilité de quantification de la teneur en brucite basée sur la quantification de l'eau libérée lors de leur décomposition thermique. Nous avons donc mis en œuvre une combinaison de techniques thermogravimétriques et de spectrométrie de masse afin de suivre la dynamique de décomposition de la brucite et de diverses serpentines constituant les RM. Les résultats ont fourni une approche fiable, rapide et précise pour la quantification de la brucite. Les marges d'erreur sur l'estimation de la fraction massique en brucite sont aussi basses que ~0,05% pour les RM et ~0,02% pour les agrégats de serpentines et font de cette méthode un outil prometteur pour la quantification de la brucite native.

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Utilisation des méthodes géophysiques pour l'imagerie des aquifères salins propices au stockage du CO2 : levé magnétotellurique le long de la ligne sismique M-2001

Auteur : Linda Armelle Nzumotcha
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Les aquifères salins sont reconnus comme l'un des principaux réservoirs favorables à la séquestration du CO2 ; ceci de par la capacité poreuse des formations qui les contiennent. À cause du contenu en saumure, l'eau présente dans les pores des formations fait croître la conductivité électrique de ces dernières. La sensibilité de la méthode magnétotellurique (MT) à la variation de la conductivité électrique des roches en fait un bon outil pour répertorier les formations conductrices. De plus, sa capacité à investiguer à des profondeurs supérieures à 800 mètres, permet de favoriser son utilisation pour détecter les aquifères salins ciblés pour le stockage. Les mesures MT peuvent être contaminées par des champs électromagnétiques provenant de sources anthropiques environnantes. L'utilisation de mesures bruitées peut biaiser l'estimation des conductivités électriques apparentes des formations. Une technique permettant de pallier à ce problème est de mesurer simultanément les signaux MT en une ou plusieurs stations supplémentaires et éloignées de la zone d'étude. Cependant, la qualité des mesures n'est pas toujours garantie. Des mesures MT ont été acquises le long de la ligne sismique M-2001 sur 40 km, allant de Sainte-Croix à Saint-Sylvestre. Des signaux identifiés comme un bruit transitoire ont été observés sur les mesures. La technique de déconvolution prédictive communément utilisée en traitement sismique est testée pour évaluer sa capacité à réduire ou à supprimer ces bruits.

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La considération des aspects temporels dans l'évaluation de l'impact sur le réchauffement climatique des projets de séquestration et de stockage de carbone

Auteur : Annie Levasseur
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Les projets de séquestration et de stockage de carbone sont typiquement évalués à l'aide de bilans de gaz à effet de serre où la quantité totale de CO2 stockée peut être utilisée pour compenser une émission équivalente. Or, ces bilans ne permettent pas de tenir compte des aspects temporels  de ces projets. Par exemple, comment évaluer les bénéfices du stockage temporaire dans le cas où le CO2 est réémis à l'atmosphère un certain nombre d'années suivant la séquestration ? Ou comment évaluer l'impact du délai nécessaire à la séquestration du carbone par les arbres en croissance dans le cas des projets de séquestration en forêt ? Une méthode a été développée pour évaluer les impacts sur le réchauffement climatique en fonction du temps pour n'importe quel type de produit ou de projet. Cette méthode est appliquée à deux études de cas hypothétiques : un projet de séquestration en forêt boréale et un projet de séquestration géologique avec fuites. Les résultats montrent que pour un horizon de temps donné, le délai de séquestration du carbone par les arbres en croissance tend à diminuer les bénéfices sur le réchauffement climatique du projet. La méthode permet aussi de comparer de façon cohérente et rigoureuse l'impact sur le réchauffement climatique de différents scénarios de séquestration géologiques en termes de potentiel de fuites et de durée de stockage. L'impact du choix d'un horizon de temps sur l'analyse des résultats est aussi discuté.

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CO2 en phase supercritique : déterminer le gradient géothermique à partir des puits pétroliers et gaziers

Auteur : Luc Massé
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Suivant le gradient géothermique, la densité du CO2 va augmenter avec la profondeur jusqu'à atteindre, à environ 800 mètres ou plus, la phase supercritique (GIEC, 2005). La profondeur où le changement de phase s'effectue peut être déterminée en utilisant le diagramme de phase du CO2 (Atkins, 1982) où la température et la pression sont les paramètres qui déterminent la phase. À l'échelle d'un bassin sédimentaire, tel les Basses-Terres du Saint-Laurent, le gradient géothermique n'est pas uniforme. Divers facteurs peuvent influencer les variations locales et régionales, tels les intrusifs et les diverses lithologies. 

Lors des activités d'exploration pétrolières et gazières, des levés de température sont effectués dans les puits. Les mesures de température sont généralement associées aux diagraphies de fin de forage. Cependant, la condition du puits lors des levés de températures affecte les mesures (Hasen et Kabir, 2002).

Junex présente les résultats de ses levés de température dans les puits. Ils ont été effectués à différents moments et dans différentes conditions. Les levés ont permis de déterminer : 1) le degré de répétabilité des lectures, 2) déterminer les gradients géothermiques selon les lithologies, 3) observer une variabilité régionale, 4) mettre en évidence les erreurs associées aux méthodes d'acquisitions de données et 5) établir la profondeur pour atteindre la température nécessaire pour le CO2 en phase supercritique.

81e Congrès de l'ACFAS

L'intégration de données de sismique-réflexion par des méthodes géostatistiques pour la séquestration géologique du CO2 dans les Basses-Terres du Saint-Laurent

Auteur : Maxime Claprood
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Les méthodes géostatistiques sont utilisées pour optimiser l'analyse de données de sismique-réflexion pour la caractérisation structurale et pétrophysique de sites pour le stockage géologique du CO2. Deux exercices virtuels sont effectués à partir des données de sismique-réflexion acquises sur des sites québécois : le krigeage par dérive externe (KDE) est utilisé pour modéliser les unités stratigraphiques de la plate-forme du Saint-Laurent à Bécancour ; et les simulations gaussiennes séquentielles (SGS) sont appliquées selon une approche Bayésienne pour modéliser la porosité du réservoir du Groupe de Beekmantown à Saint-Flavien. Afin d'optimiser les données éparses disponibles à Bécancour, les toits de formations géologiques identifiés à 11 puits sont krigés en utilisant des horizons modélisés à partir de 100 km de lignes sismiques 2D comme dérive externe. Les horizons géologiques ainsi krigés montrent un bon compromis entre la structure spatiale globale exprimée par les variogrammes évalués aux puits et les variations spatiales exprimées par la dérive externe évaluée sur les horizons modélisés à partir des lignes sismiques 2D en temps. À Saint-Flavien, l'intégration des données sismiques 3D en amplitude et en impédance acoustique avec des diagraphies de forage par SGS permet une évaluation réaliste du volume de pores disponibles pour le stockage géologique du CO2, ainsi qu'une estimation de la variabilité sur les distributions de porosité modélisée.

81e Congrès de l'ACFAS

État de la situation des projets de séquestration géologique du CO2 à travers le monde

Auteur : Jean-Philibert Moutenet
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

La technologie du captage, du transport et de la séquestration géologique du CO2 représente une alternative nouvelle, particulièrement bien adaptée aux sources concentrées et fixes de CO2 pour réduire les émissions de CO2.

D'une part, 17 projets industriels de séquestration géologique du CO2, de par leur taille et leur viabilité économique, ont été recensés à travers le monde. Ces projets sont implantés en Amérique du Nord, en Europe, en Afrique du Nord et en Australie. Fin 2012, huit de ces projets industriels fonctionnaient déjà. Neuf autres étaient confirmés et leur construction avait débuté.

D'autre part, 17 projets pilotes de séquestration géologique du CO2, c'est-à-dire expérimentaux, ont été identifiés sur la planète. Ces projets ont lieu en Amérique du Nord, en Amérique latine, en Europe, au Moyen-Orient, en Asie et en Australie. Fin 2012, 14 de ces projets étaient en opération à travers le monde. Trois autres étaient en construction.

Les projets en phase de planification qui n'ont pas encore été confirmés, notamment par une décision finale d'investissement, ne sont pas retenus. En tout, plus de 70 projets industriels de séquestration géologique du CO2, à différentes phases (identification générale, construction, fonctionnement, etc.), existent dans le monde.

81e Congrès de l'ACFAS

Procédé pour le piégeage du CO2 industriel par carbonatation de materiaux silicatés, résiduels ou naturels et valorisation des sous-produits

Auteur : Louis-César Pasquier
Colloque    217 - La séquestration du carbone : solutions pour réduire et compenser nos émissions de CO2 dans l'atmosphère

Depuis plusieurs années, les techniques de capture et de séquestration du CO2 ont suscité un grand intérêt de la part de la communauté scientifique. Parmi elles, la carbonatation minérale, basée sur la réaction entre le CO2 et un oxyde métallique, principalement de magnésium et de calcium, afin de former des carbonates, stables et inertes. Le Québec, de part son activité minière, possède une quantité considérable de résidus riches en Mg (20-40% MgO) de composition proche de la serpentine. Ainsi, des études ont été réalisées afin d'évaluer le potentiel de ces matériaux pour traiter un gaz de combustion contenant en moyenne 18% de  CO2.

La réaction est réalisée en phase aqueuse, à basse température et basse pression dans un réacteur agité. Les résultats ont montré un taux d'enlèvement en CO2 de 80%. Par ailleurs, afin de réduire les coûts liés aux besoins énergétiques du prétraitement du matériel (broyage et activation thermique), l'accent a été mis sur l'obtention d'un carbonate de magnésium ayant un potentiel de revente. Par conséquent, la précipitation des carbonates est réalisée hors du réacteur, offrant un produit quasi pur.

Le procédé ainsi développé offre un taux d'enlèvement de CO2 élevé dans des conditions douces. De plus, la possible revalorisation des sous produits permet un bilan économique favorable rendant l'implantation à grande échelle de cette technologie avantageuse.